基于DSP的雷达目标检测与录取技术

论文摘要

21世纪是海洋的世纪,为了保障航运交通事业高效、安全、稳定的发展,当前各海事主管部门都引进了船舶交通管理系统(VTS),而作为VTS系统关键技术的雷达数据处理系统是保障航运安全的关键。雷达目标检测与录取处理是雷达数据处理系统的重要组成部分,其主要功能是对经杂波抑制处理后的雷达视频信号进行目标检测处理,并从中录取目标的特征信息。近年来,随着大规模、超大规模集成电路技术的发展,特别是高性能数字信号处理器和大规模可编程逻辑器件的出现,给雷达信号处理的数字化带来了新的突破。本课题研究主要是借助赛迪公司提供的高速双通道数据采集板SD7541A来完成雷达目标检测与录取处理。雷达目标检测与录取处理是把目标从杂波和噪声等干扰的背景下检测出来,并从雷达视频回波信号中提取出目标的特征信息,以便在目标跟踪处理时使用。本文首先研究了雷达目标检测处理的主要算法:滑窗检测器、双极点滤波器以及对它们的改进算法,如小滑窗检测器、双极点滤波器组等,并从稳定性、信噪比的改善情况和虚警概率三方面对这几种检测算法进行了分析。接着还讨论了目标检测处理中的几个关键技术:目标分裂问题、白适应检测门限和雷达目标检测处理与跟踪处理的交互。同时本文还对目标的特征信息进行了详细的分析,细致讨论了目标录取的处理过程,并通过仿真实验验证了目标录取方法的可行性。基于DSP的实现环节,是本文的研究重点之一。本文论述了基于DSP的软硬件开发平台,主要研究了滑窗检测器、双极点滤波器的软件设计以及优化处理。并对算法处理时间进行测试和分析,测试表明雷达目标检测与录取处理算法能满足雷达数据处理实时性的要求。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题研究的背景和意义
• 1.2 雷达目标检测与录取技术的发展现状
• 1.3 DSP的发展与应用
• 1.4 基于DSP的雷达数据处理技术
• 1.5 本文的研究内容及结构安排
• 1.6 本章小结
• 第2章 雷达目标检测的基本方法
• 2.1 最佳检测器
• 2.2 雷达积累检测
• 2.2.1 积累检测方法概述
• 2.2.2 滑窗检测器
• 2.2.3 双极点滤波器
• 2.2.4 三极点滤波器
• 2.3 性能分析
• 2.3.1 稳定性
• 2.3.2 检测性能
• 2.4 本章小结
• 第3章 雷达目标检测中的关键技术
• 3.1 目标分裂问题的研究
• 3.1.1 目标分裂的原因
• 3.1.2 目标分裂的解决方案
• 3.2 自适应检测门限
• 3.2.1 检测门限自适应的必要性
• 3.2.2 自适应检测门限形成机制
• 3.3 目标检测与目标跟踪的交互
• 3.3.1 目标跟踪简述
• 3.3.2 目标跟踪对目标检测的影响
• 3.4 本章小结
• 第4章 雷达目标录取技术
• 4.1 雷达目标录取的意义
• 4.2 目标信息分析
• 4.3 目标条录取
• 4.3.1 方位像上目标条录取
• 4.3.2 距离像上目标条录取
• 4.4 目标条的组合处理
• 4.4.1 方位像上目标条组合处理方法
• 4.4.2 距离像上目标条组合处理方法
• 4.5 验证实验
• 4.6 本章小结
• 第5章 基于DSP的雷达目标检测与录取技术的实现
• 5.1 雷达数据处理系统简介
• 5.2 系统硬件平台的构成
• 5.3 系统软件设计
• 5.3.1 CCS简介
• 5.3.2 DSP/BIOS概述
• 5.3.3 DSP/BIOS的线程
• 5.3.4 软件结构
• 5.4 目标检测与录取的软件设计
• 5.4.1 雷达参数分析
• 5.4.2 滑窗检测器的软件设计
• 5.4.3 双极点滤波器的软件设计
• 5.5 目标检测与录取系统仿真
• 5.6 程序的优化
• 5.7 本章小结
• 第6章 结束语
• 参考文献
• 致谢
• 研究生履历